RU2327114C2 - Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area - Google Patents

Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area Download PDF

Info

Publication number
RU2327114C2
RU2327114C2 RU2006123303/28A RU2006123303A RU2327114C2 RU 2327114 C2 RU2327114 C2 RU 2327114C2 RU 2006123303/28 A RU2006123303/28 A RU 2006123303/28A RU 2006123303 A RU2006123303 A RU 2006123303A RU 2327114 C2 RU2327114 C2 RU 2327114C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
channel
levels
flow rate
sections
Prior art date
Application number
RU2006123303/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006123303A (en
Inventor
Александр Евгеньевич Ивахненко (RU)
Александр Евгеньевич Ивахненко
Виктор Терентьевич Клишин (RU)
Виктор Терентьевич Клишин
Михаил Александрович Варичев (RU)
Михаил Александрович Варичев
Сергей Николаевич Смирнов (RU)
Сергей Николаевич Смирнов
Original Assignee
Федеральное государственное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" filed Critical Федеральное государственное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации"
Priority to RU2006123303/28A priority Critical patent/RU2327114C2/en
Publication of RU2006123303A publication Critical patent/RU2006123303A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327114C2 publication Critical patent/RU2327114C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes; measurement.
SUBSTANCE: invention is related to the sphere of hydrometry and may be used in the system of water distribution and accounting on open currents with prismatic riverbed. The substance of method consists in use of one level meter, which is installed in level metering well of lower hydrometric station, for measurement of levels in upper and lower hydrometric stations, determination of levels difference between upper and lower stations and calculation of flow rate. It provides the possibility to significantly reduce inaccuracy of levels difference determination (by 50%). Level metering well allows excluding the water level pulsation, which also increases accuracy of measurement.
EFFECT: increase of accuracy of levels difference and water flow rate determination.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидрометрии и может использоваться в системе водораспределения и водоучета на открытых водотоках с призматическим руслом.The invention relates to the field of hydrometry and can be used in a system of water distribution and water metering in open streams with a prismatic channel.

Известно устройство для определения уклона свободной поверхности водотоков /1/, работа которого основана на применении дифференциального манометра для измерения разности гидростатических давлений (перепада уровней), что может быть использовано для определения уклона.A device for determining the slope of the free surface of watercourses / 1 /, the operation of which is based on the use of a differential pressure gauge to measure the difference in hydrostatic pressures (level difference), which can be used to determine the slope.

Недостатки устройства - невозможность применения на открытых каналах оросительных систем, отсутствие возможности определения глубины потока.The disadvantages of the device are the inability to use irrigation systems on open channels, the inability to determine the depth of flow.

Наиболее близким техническим решением является способ определения расхода /2/, включающий в себя измерительный участок канала (с обратным уклоном iобр=-(0,001-0,003), длиной L=(00-25)b, где b - ширина канала по дну) с переменными уклонами и двумя глубиномерными рейками, расположенными друг от друга на расстоянии L1=(10-15)b.The closest technical solution is the method of determining the flow rate / 2 /, which includes a measuring section of the channel (with a reverse slope i arr = - (0.001-0.003), length L = (00-25) b, where b is the width of the channel along the bottom) with variable slopes and two depth gauges, spaced from each other at a distance L 1 = (10-15) b.

Недостаток способа - используются две глубиномерные рейки, что ведет к удвоению погрешности измерения перепада уровней, имеется пульсация уровней в открытом водотоке, что ухудшает достоверность измерения глубины, невозможность автоматизации процесса измерения, устройство обратного уклона, которое способствует заилению канала.The disadvantage of this method is the use of two depth gauges, which leads to a doubling of the error in measuring the level difference, there is a pulsation of levels in an open watercourse, which worsens the accuracy of measuring depth, the inability to automate the measurement process, and a reverse slope device that contributes to siltation of the channel.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения расходов воды на открытом водотоке с призматическим руслом.The objective of the present invention is to improve the accuracy of determining the flow rate of water in an open stream with a prismatic channel.

Это достигается путем использования одного уровнемерного устройства для измерения уровней в верхнем и нижнем гидрометрических створах, что дает возможность существенно снизить погрешность измерения уровней, уровнемерный колодец позволяет исключить пульсацию уровня воды, что также повышает точность измерения.This is achieved by using a single level measuring device for measuring levels in the upper and lower hydrometric gauges, which makes it possible to significantly reduce the level measurement error, the level gauge well eliminates fluctuations in the water level, which also increases the accuracy of the measurement.

В исходном канале выполняют облицованный участок длиной L=40 м. Расстояние между двумя створами на участке L выбирают равным lств=(20-30) м. Измерение уровней воды в этих створах производят одним электронным уровнемером с абсолютной погрешностью измерения уровня 0,1 мм, расположенным в уровнемерном колодце нижнего гидрометрического створа. Измерение уровней воды в верхнем и нижнем створах основано на принципе двух сообщающихся сосудов с поочередным автоматическим переключением соединения уровнемерного колодца с водотоком верхнего и нижнего гидрометрических створов.In the initial channel, a lined section with a length of L = 40 m is performed. The distance between two sections in the section L is chosen equal to l shaft = (20-30) m. Water levels in these sections are measured with one electronic level gauge with an absolute level measurement error of 0.1 mm located in the level gauge well of the lower gauge alignment. Measurement of water levels in the upper and lower sections is based on the principle of two communicating vessels with alternating automatic switching of the connection of the level gauge well with the watercourse of the upper and lower hydrometric sections.

Электронный уровнемер работает по программе и осуществляет функции сбора и обработки информации, а также управления исполнительным устройством (запорным клапаном).The electronic level gauge works according to the program and carries out the functions of collecting and processing information, as well as controlling the actuator (shut-off valve).

Соединение уровнемерного колодца диаметром не менее 300 мм с зонами гидрометрических створов осуществляется с помощью труб диаметром не менее 50 мм.The connection of the level gauge well with a diameter of at least 300 mm with the zones of the hydrometric gauges is carried out using pipes with a diameter of at least 50 mm.

Измерительный участок канала (фиг.1) состоит из измерительного канала 1, подводящей трубы 2 с зоны верхнего гидрометрического створа, запорного клапана 3, уровнемера 4, уровнемерного колодца 5 и подводящей трубы 6 с зоны нижнего гидрометрического створа.The measuring section of the channel (Fig. 1) consists of a measuring channel 1, a supply pipe 2 from the zone of the upper gauge, a shutoff valve 3, a level gauge 4, a level gauge well 5 and a supply pipe 6 from the zone of the lower gauge.

Последовательность операций при определении расхода по предлагаемому способу следующая (фиг.1, 2). Запорный клапан 3 открывает водоток между подводящей трубой 2 и уровнемерным колодцем 5. По окончании заполнения уровнемерного колодца 5 регистрируется первое показание уровнемера 4 (h1). Затем запорный клапан 3 закрывает водоток между уровнемерным колодцем 5 и подводящей трубой 2, открывается водоток между уровнемерным колодцем 5 и подводящей трубой 6, при этом вода в уровнемерном колодце 5 убывает до уровня поверхности воды нижнего гидрометрического створа. По окончании изменения уровня регистрируется второе показание уровнемера 4 (h2).The sequence of operations when determining the flow rate according to the proposed method is as follows (figure 1, 2). The shutoff valve 3 opens the water flow between the inlet pipe 2 and the level gauge well 5. Upon completion of filling the level gauge well 5, the first indication of the level gauge 4 (h 1 ) is recorded. Then, the shutoff valve 3 closes the flow between the level gauge well 5 and the supply pipe 2, opens the flow between the level gauge 5 and the supply pipe 6, while the water in the level gauge 5 decreases to the surface level of the water of the lower gauge section. At the end of the level change, the second reading of the level gauge 4 (h 2 ) is recorded.

По полученным данным и при известных параметрах канала (расстояния между сечениями верхнего и нижнего гидрометрических створов lств, уклона дна канала i0, коэффициента шероховатости канала n, ширины канала по дну b, коэффициента заложения откосов m и т.д.) находят значения коэффициента Шези С и гидравлического радиуса R /3/. Подставляя найденные и известные величины в формулу (1), вычисляют искомый расход Q.From the obtained data and with known parameters of the channel (the distance between the sections of the upper and lower hydrometric sections of l channels , the slope of the channel bottom i 0 , the roughness coefficient of the channel n, the channel width along the bottom b, the coefficient of slope m, etc.), the coefficient values Shesi C and hydraulic radius R / 3 /. Substituting the found and known values in the formula (1), calculate the desired flow rate Q.

Вычисляется искомый расход по формуле (1), являющейся решением обыкновенного дифференциального уравнения неравномерного установившегося плавно изменяющегося течения воды в открытом русле /3/, преобразованного к видуThe required flow rate is calculated by the formula (1), which is a solution to the ordinary differential equation of the non-uniform steady-state smoothly changing water flow in the open channel / 3 /, converted to the form

Figure 00000002
Figure 00000002

где Q - расход, м3/с;where Q is the flow rate, m 3 / s;

Δh - определяемый перепад уровней воды между верхним и нижним гидрометрическими створами, м;Δh is the determined difference in water levels between the upper and lower hydrometric gauges, m;

k - некоторое число, определяющее шаг интегрирования;k is a certain number that determines the step of integration;

α - коэффициент скорости, равный 1,1;α is the velocity coefficient equal to 1.1;

В - ширина канала по свободной поверхности воды, м;B is the width of the channel along the free surface of the water, m;

g - ускорение свободного падения, м/с2;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;

w - площадь живого сечения потока в нижнем створе, м2;w is the living cross-sectional area of the stream in the lower section, m 2 ;

lСТВ - расстояние между створами, м;l STV - distance between sections, m;

i0 - уклон дна канала;i 0 - the slope of the bottom of the channel;

С - коэффициент Шези в нижнем створе, м0,5/с;C - Shezy coefficient in the lower section, m 0.5 / s;

R - гидравлический радиус в нижнем створе, м.R is the hydraulic radius in the lower alignment, m

Этот способ измерения расхода воды обеспечивает:This method of measuring water flow provides:

- повышение точности и достоверности определения расхода воды за счет более точного измерения перепада уровней воды (на 50%) в верхнем и нижнем измерительных створах, т.к. измерения производятся одним измерительным прибором (уровнемером);- improving the accuracy and reliability of determining the flow rate due to more accurate measurement of the difference in water levels (by 50%) in the upper and lower measuring sections, because measurements are made by one measuring device (level gauge);

- возможность автоматизации процесса измерений;- the ability to automate the measurement process;

- возможность уменьшения величины обратного уклона или полный отказ от устройства обратного уклона;- the possibility of reducing the value of the reverse slope or a complete rejection of the reverse slope device;

- снижение затрат на эксплуатацию измерительного участка ввиду близости гидрометрических створов и отсутствия необходимости в строительстве второго уровнемерного колодца.- reducing the cost of operating the measuring section due to the proximity of the hydrometric gauges and the lack of need for the construction of a second level gauge well.

Claims (1)

Способ определения расхода воды на открытом водотоке с призматическим руслом, включающий измерение уровней в двух створах канала с последующим вычислением расхода по разности уровней в этих створах при известных параметрах канала, отличающийся тем, что измерение уровней в верхнем и нижнем гидрометрических створах канала производят с помощью одного уровнемера, расположенного в уровнемерном колодце нижнего гидрометрического створа, а расход Q вычисляют по формулеA method for determining water flow in an open watercourse with a prismatic channel, including measuring levels in two sections of the channel with subsequent calculation of the flow by the difference in levels in these sections with known channel parameters, characterized in that the levels in the upper and lower hydrometric sections of the channel are made using one level gauge located in the level gauge well of the lower gauge alignment, and the flow rate Q is calculated by the formula
Figure 00000003
Figure 00000003
где Q - расход м3/с;where Q is the flow rate m 3 / s; Δh - определяемый перепад уровней воды между верхним и нижним гидрометрическими створами, м;Δh is the determined difference in water levels between the upper and lower hydrometric gauges, m; k - некоторое число, определяющее шаг интегрирования;k is a certain number that determines the step of integration; α - коэффициент скорости, равный 1,1;α is the velocity coefficient equal to 1.1; В - ширина канала по свободной поверхности воды, м;B is the width of the channel along the free surface of the water, m; g - ускорение свободного падения, м/с2;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ; w - площадь живого сечения потока в нижнем створе, м;w is the living cross-sectional area of the stream in the lower section, m; lств - расстояние между створами, м;l stem - the distance between the sections, m; i0 - уклон дна канала;i 0 - the slope of the bottom of the channel; С - коэффициент Шези в нижнем створе, м0,5/с;C - Shezy coefficient in the lower section, m 0.5 / s; R - гидравлический радиус в нижнем створе, м.R is the hydraulic radius in the lower alignment, m
RU2006123303/28A 2006-06-29 2006-06-29 Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area RU2327114C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123303/28A RU2327114C2 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123303/28A RU2327114C2 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006123303A RU2006123303A (en) 2008-01-10
RU2327114C2 true RU2327114C2 (en) 2008-06-20

Family

ID=39019885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123303/28A RU2327114C2 (en) 2006-06-29 2006-06-29 Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327114C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490605C1 (en) * 2012-02-07 2013-08-20 Голубенко Вадим Михайлович Device to measure water level in watercourses of mountain-piedmont area
RU2572068C1 (en) * 2014-07-10 2015-12-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" Method to detect water flow rate in open canals of irrigation systems according to slope-area method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490605C1 (en) * 2012-02-07 2013-08-20 Голубенко Вадим Михайлович Device to measure water level in watercourses of mountain-piedmont area
RU2572068C1 (en) * 2014-07-10 2015-12-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" Method to detect water flow rate in open canals of irrigation systems according to slope-area method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006123303A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Clemmens et al. Calibration of submerged radial gates
US5693891A (en) Flowmeter for measuring the flow rate of a two phase fluid in a pipe
CN103353908B (en) A kind of pipe resistance coefficient Method for Accurate Calculation based on numerical computations
RU2754656C1 (en) Method and system for measuring flow rates of multiphase and/or multicomponent fluid extracted from oil and gas well
CN102486391A (en) Bubble type automatic proportion correction liquid level meter
CN103808381A (en) Temperature influence eliminating method for time difference ultrasonic flowmeter
US20180245463A1 (en) Method for determining a water cut of an oil-water mixture produced from an oil well
RU2601348C1 (en) Method for estimating the volume of scale in a pipeline
RU2327114C2 (en) Method of determination of levels difference and flow rate of water on open current with prismatic riverbed by method of incline-area
WO2008146484A1 (en) Physical amount change history recording method, its program, flow rate measuring device, and fluid supply system
RU2359247C1 (en) Density metre-flow metre for liquid and gaseous media
CN106918377A (en) Calibrating installation, sensitivity determining module and correlation method for virtual flowmeter
RU73485U1 (en) DENSITY-FLOW METER FLUID
CN110439488B (en) System and method for measuring flow of solid-liquid fluid in drilling manifold
US11692858B2 (en) Flow rate optimizer
RU72763U1 (en) DENSITY-FLOW METER OF LIQUID OR GAS MEDIA
RU2733558C2 (en) Method of determining volume and interval of deposits in pipeline
RU2513891C1 (en) Oil well gauging device
CN209148049U (en) A kind of flow monitoring device suitable for the confined space
CN112985503A (en) Online measuring device and method for oil-water two-phase flow holdup and flow velocity
AU2009353356A1 (en) Device for measuring rates in individual phases of a multi phase flow
CN112065379A (en) Method for predicting scaling damage of water injection well
RU2572068C1 (en) Method to detect water flow rate in open canals of irrigation systems according to slope-area method
US11815524B2 (en) Volume fraction meter for multiphase fluid flow
JPH0820291B2 (en) Method of measuring average flow velocity in pipe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080630